现在，多年占据中高端商业计算平台王座的SMP技术，在性能和成本上都受到Cluster技术的挑战。但有趣的是，相对其他领域的技术更迭，集群与SMP之间并非简单的取代关系。
本文作者：曙光信息产业（北京）有限公司技术支持中心总经理
【IT168 报道】SMP的全称是“对称多处理”（Symmetrical Multi-Processing）技术，是指在一个计算机上汇集了一组处理器(多CPU),各CPU之间共享内存子系统以及总线结构。它是相对非对称多处理技术而言的、是应用十分广泛的并行技术。
在这种架构中，一台计算机不再由单个CPU组成，而是同时由多个处理器运行操作系统的单一复本，并共享内存和这台计算机的其他资源。虽然同时使用多个CPU，但是从管理的角度来看，它们的表现就像一个CPU一样，拥有一套操作系统，系统将任务队列对称地分布于多个CPU之上，从而极大地提高整个系统的数据处理能力。同时，所有的处理器都可以平等地访问内存、I/O和外部中断。
总的来说，在对称多处理系统中，系统资源被系统中所有CPU共享，工作负载能够均匀地分配到所有可用的处理器上。
SMP的优势与软肋
按照计算机架构来分，SMP系统包括RISC和CISC两大类产品，其中RISC类SMP系统常见的就是今天的小型机，如IBM pSeries等，其处理器规模涵盖4路到64路的范围。在CISC系统中我们接触的产品较为广泛，目前市场基于x86架构下的产品基本上采用SMP架构，如Intel至强和AMD皓龙等。
在x86架构中，我们平时所说的双路和四路系统，实际上是对称多处理系统中CISC的一种，全称应该是“双路对称多处理系统和四路对称多处理系统”，在专业应用中具有良好性能表现。
随着用户应用水平的提高，只使用单个处理器确实已经很难满足许多实际应用的需求，因而各服务器厂商纷纷通过采用对称多处理系统来解决这一矛盾。在国内市场上这类机型的处理器一般以4个或8个为主，有少数有16个处理器。
从SMP的系统架构来看，SMP最大的优势在于共享内存，对内存统一编址。但也正是这一点为SMP的发展带来很大障碍，因为共享内存资源必然引起资源冲突。换言之，要保持SMP系统从2路到64路的线性或接近于线性增长，其SMP架构下的系统总线、高速总线等同样需要线性增长。
如目前在双路CPU间实现6.4Gb/s交换带宽，要以同样在64个处理器间实现6.4Gb/s的互连需要263×6.4Gb/s的互连带宽，这无疑是个天文数字—未来数十年也难以实现。
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不过仍有基于SMP 技术的64路产品，如IBM Power5+和HP Integrity就可以实现。其互连架构如上图，它实际上按照每4～8颗处理器为一组实现互连，然后实现每组间再互连，其规模也一般超过8组，最终实现32～128路的整体规模。因此，不难看出，SMP系统的扩展性相对较差，难以做到128个以上多处理器。
目前大型SMP系统主要存在四个瓶颈：首先是价格昂贵，单一系统动辄数万美元乃至数十万美元；其二是系统扩展性较差，单一系统最多128颗CPU；其三是存在技术瓶颈，单独依靠SMP难以提高计算机整体性能；其四是系统兼容性差，基本上不存在软、硬件的兼容性，每种系统自成体系，与其他产品难以兼容。
那么怎样才能在现有条件下实现计算机性能的大幅度提升呢？
